Сегодня 25 февраля 2024
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Звук действительно передаётся в вакууме, но совсем не так, как показывают в кино

Два финских физика выяснили условия, при которых звук может передаваться через идеальный вакуум. Эффект сродни квантовому туннелированию, но в дело вступает обычная физика и кое-какое оборудование. Открытие может помочь в разработке MEMS-электроники и в системах теплоотвода.

 Источник изображения: Pixabay

Источник изображения: Pixabay

Жуоран Генг (Zhuoran Geng) и Илари Маасилта (Ilari Maasilta) из Университета Ювяскюля (Финляндия) утверждают, что их работа отражает первое строгое доказательство полного акустического туннелирования в вакууме. Всё, что нужно для эксперимента, — это два пьезоэлектрических датчика, каждый из которых способен превращать звуковые волны в электрическое напряжение (и наоборот). При этом пьезоэлементы должны быть разделены зазором, меньшим, чем длина волны передаваемого звука. В результате звук «перейдёт» от одного элемента к другому с полной силой, если соблюсти необходимые условия.

Как мы знаем, для распространения звука необходима среда. Звук передаётся за счёт последовательной передачи колебаний атомов и молекул среды соседним частицам. Непосредственно люди слышат (ощущают) колебания воздуха чувствительной мембраной в ушах. Таких условий, очевидно, нет в чистом вакууме — там нечему колебаться и, следовательно, нечему распространять звуковые волны. Но есть лазейка — в вакууме могут распространяться электромагнитные поля, а это шанс для пьезоэлектрических кристаллов, которые в процессе деформации (под воздействием акустических волн) вырабатывают электричество. А где электричество, там и поля.

Учёные использовали в качестве пьезоэлементов оксид цинка. Звуковое колебание создавало механическое напряжение в материале, и это порождало в нём электрическое напряжение и, при определённых условиях, вело к появлению электромагнитного поля. Если в радиусе действия поля первого кристалла находился второй кристалл, то он преобразовывал поле в электрическую энергию и обратно в механическую — фактически в исходный акустический сигнал, который, таким нехитрым (или хитрым) образом преодолевал чистый вакуум. Ширина зазора при этом не должна превышать длины передаваемой звуковой волны.

 Источник изображения: Geng and Maasilta, Commun. Phys., 2023)

Источник изображения: Geng and Maasilta, Commun. Phys., 2023)

Также учёные показали, что эффект не зависит от частоты звука. При соблюдении необходимого зазора он работает и для ультразвука и для сверхзвуковых частот. Обнаруженное явление может использоваться как для практических решений, так и для имитации квантового туннелирования, чтобы помочь в развитии квантовой связи, например.

«В большинстве случаев эффект невелик, но мы также обнаружили ситуации, когда полная энергия волны переходит через вакуум со 100 % эффективностью, без каких-либо отражений, — рассказал Маасилта. — Таким образом это явление может найти применение в микроэлектромеханических компонентах (MEMS, технология смартфонов) и в управлении теплом».

В последнем случае, очевидно, учёный имеет в виду отвод тепла от приборов, находящихся в вакууме, что может найти применение в космической технике и не только. О самой работе учёные рассказали в статье в журнале Communications Physics.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Вечерний 3DNews
Каждый будний вечер мы рассылаем сводку новостей без белиберды и рекламы. Две минуты на чтение — и вы в курсе главных событий.
Материалы по теме
window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Новая статья: Islands of Insight — я вся такая загадочная. Рецензия 59 мин.
Бирмингем готов поднять налоги, приглушить уличное освещение и сократить сбор мусора, чтобы хоть как-то оправиться от катастрофического внедрения ERP Oracle 3 ч.
NVIDIA обновила драйверы для видеокарт Kepler и старых Windows 9 ч.
X открыла аудио- и видеозвонки для всех пользователей, а не только для платных 13 ч.
Суд одобрил признание Binance вины и штраф в размере $4,3 миллиарда 13 ч.
Илон Маск намекнул на запуск почтовой службы XMail 13 ч.
Google привела аргументы против обвинений в монополизации рынка поисковиков 18 ч.
«Такая же грандиозная, увлекательная и красивая, какой вы её помните»: скриншоты, подробности и сроки выхода Age of Mythology: Retold 24-02 00:26
Новая статья: Banishers: Ghosts of New Eden — изгнатели дьявола. Рецензия 24-02 00:04
Хидетака Миядзаки встал на защиту Dark Souls 2 — самой нелюбимой фанатами игры серии 23-02 22:32